基于两种分布的勉县年最大日降水量重现期估算

2021年8月22日勉县遭遇极端降水事件,日降水量高达2379 mm,灾害十分严重。统计分析1959—2021年勉县历史逐年最大日降水量特点,采用皮尔逊Ⅲ型（简称P-Ⅲ型）曲线分布和耿贝尔极值分布方法推算重现期及降水量,并将两者进行比较,对2021年8月22日极端大暴雨进行重现期估算。结果表明：勉县年最大日降水年际变化明显,2008年以来变率增大且有更极端的趋势;基于P-Ⅲ型曲线分布和耿贝尔极值分布的1959—2020年最大日降水积累概率拟合效果均较好,但耿贝尔极值分布对年最大日降水量的拟合优于P-Ⅲ型分布;应用耿贝尔极值分布推算勉县极值降水,100 a一遇的日降水量为1547 mm,2021年8月22日降水量2379 mm的重现期为4 88133 a。增加2021年最大日降水量进入样本序列重新构建耿贝尔极值分布函数,推算日降水量2379 mm的重现期为70735 a,100 a一遇的估算降水量为1834 mm,重现期及降水量估算变化均较大,说明超极端降水和样本长度对重现期的推算影响较大。     

乌江流域极端降水时空分布特征及重现期分析

基于1960—2016年乌江流域41个气象站的逐日降水观测资料,利用线性倾向估计、滑动平均、累积距平等方法计算趋势系数和气候趋势,分析了研究时段内乌江流域年暴雨等级面雨量、年平均最大日降水量、年平均极端持续强降水次数和对应降水量的时空分布特征,分析表明:(1)乌江流域年暴雨等级面雨量和日数呈显著增加趋势(均通过α=0.05显著性水平检验),而暴雨强度呈不显著性增加趋势;5—10月各旬暴雨等级面雨量及日数变化基本一致,5月中旬至8月上旬呈单峰型分布,暴雨强度呈波动增减分布。(2)近57 a乌江流域年平均最大日降水量年代际变化比较明显。(3)乌江流域发生极端持续强降水年平均次数呈不显著的减少趋势,但极端持续强降水量呈不显著的增加趋势。采用耿贝尔极值Ⅰ型分布法计算了乌江流域5个代表站不同重现期日最大降水量值,发现不同站点日极端最大降水量重现期水平差异明显,重现期时间尺度存在临界点,约为50 a。     

玉屏县51a降水事件变化趋势及突变分析

统计分析玉屏县1959—2009年降水量,结果表明:51 a来玉屏县的年降水量与全国年降水量变化趋势一样不显著,但春、秋季的降水量呈线性下降趋势,夏季降水量则呈线性上升趋势。年日最大降水量无显著的趋势性变化,其暴雨日数呈增多趋势,中等雨日和有量雨日呈减少趋势。近51 a玉屏县降水量、年最大降水、中等雨日数、有量雨日数、暴雨日数均无明显突变发生,但暴雨量对总降水量的贡献变大。     

新会年和月最大日降水量多年一遇的极值计算

利用新会降水资料,用皮尔逊一Ⅲ型分布分别对新会年最大日降水量和1～12月的月最大日降水量进行拟合,进而计算了它们在不同重现期下的极值。结果表明:新会50a一遇的估算年最大日降水量是308mm,100a一遇是335mm。新会4～9月5a一遇的最大日降水量接近或超过100mm,说明汛期各月比较容易出现大暴雨。除7月外,4～9月新会50年一遇的日降水量均超过200mm。经检验,除了2月和12月外,年和各月最大日降水量通过0.05显著水平检验,拟合效果良好,对其不同重现期下的极值估计结果可信。     

麻城“7.1”暴雨过程特征及对光伏电站影响分析

通过分析麻城地区的暴雨洪涝灾害情况,结合现场调查,基于气候统计分析方法和极值I型分布理论,研究了2016年6月30日—7月2日麻城"7.1"暴雨过程的降水特征及其对光伏电站的影响,探讨了光伏电站洪涝灾害的成灾机制及防治洪涝灾害的措施。结果表明:1)在西南急流影响下,"7.1"暴雨过程达到特大暴雨级别,且麻城国家气象站过程降水量为433.1 mm。2)2016年7月1日麻城站日降水量为333.6 mm,历年最大日降水量历史排位第1,推算重现期为367年一遇;2016年6月30日19—22时累计降水量为155.2 mm,历年连续4 h最大降水历史排位第2,推算重现期为51年一遇。3)"7.1"暴雨期间,麻城市处于湖北省五大区域山洪(泥石流)灾害等级预报站点降水临界指标的R3级,极易发生山洪地质灾害。梅雨期的大范围强降水导致短时间内麻城市境内河流水位暴涨,水库超汛限水位,加之水利防洪设施不足,导致严重洪涝灾害,周边某光伏电站被淹,造成巨大经济损失。     

宁洱县降水变率和日最大降水量重现期分析

通过宁洱县1960-2010年逐年降水量及暴雨日数资料的统计分析,得出降水量和暴雨日数的年际变化特征,得出宁洱县降水以二十世纪八十年代中期为界分为明显的两个阶段。经过对降水相对变率的分析,阐明宁洱县秋、冬、春三季降水可靠性差,旱涝灾害比较频繁。同时利用Pearson-III型概率分布法对宁洱县日最大降水量重现期及重现期极值进行分析,发现日最大降水量极值偏小,有利于全年水资源的储备和再分配。     

互助县威远镇暴雨变化特征

利用互助县威远镇近40a日降水量≥25mm降水资料,分析互助县威远镇年暴雨日数、各月暴雨日数以及暴雨日数突变年份。研究发现,互助县威远镇近40a的暴雨主要集中在6—9月,夜间20时后,年暴雨量有逐年增加的趋势,暴雨日数也在增多。     

贵定暴雨日特征分析

分析贵定县1957-2009年出现的134次暴雨日样本。结果表明：贵定县暴雨日数总体呈上升趋势,其线性增长率为0．2d／10年,年暴雨日数在0～7d次之间,暴雨日平均每年出现2．53次,最大降水量为234．9mm,1h最大降水量为63．5mm;2—10月均有暴雨日出现,暴雨日发生的季节性明显,夏季暴雨日占全年的54．3％,暴雨日频发于6—7月,且6月下旬为暴雨的高峰期;暴雨日降水对月、年降水量的贡献显著,5-9月的暴雨日雨量对月降水量的贡献较大,6月为最大。年降水量最少的年份,无暴雨日出现。     

乌鲁木齐夏半年降水演变及可能最大降水估算

对乌鲁木齐4-9月夏半年大雨以上降水各年代际降水量和降水日数统计分析表明：除20世纪60年代外,乌鲁木齐4-9月各年代大雨以上降水占总降水量的40％以上。大雨以上降水量和降水日数都呈增加趋势,2000年以后大雨以上降水量和暴雨次数都达到最大值。在此基础上,采用水文气象学的原理和方法对当地暴雨进行水汽效率放大和水汽输送率放大,推求乌鲁木齐1、2、3d的可能最大降水量,对比两种放大方法,采用水汽效率放大,1d可能最大降水为102mm。并用极值分布法推求乌鲁木齐最大日降水量重现期。为防汛抗灾提供了可靠的气象决策依据,最大可能降低了暴雨洪涝灾害造成的损失。     

德州60a雨日和雨量及雨强变化特征

分析德州1951—2010年各类降水日数和降水量等资料,计算线性变化趋势系数和相关系数,结果表明：历年降水量平均10a 减少19.5mm。大于等于0.1mm 降水日数总体呈下降趋势,平均10a 减少2.76d,且变化显著;大于等于150.0mm降水日数呈增多趋势,但变化不显著。大于等于25.0mm降水日数与年降水量变化之间的相关系数最大,为0.854,且相关显著。最长连续降水日数平均10a减少0.21d,最长连续无降水日数平均10a增加2.26d,最大连续降水量平均10a减少2.75mm,一日最大降水量平均10a减少1.80mm,1h最大降水量平均10a增加2.34mm,10min最大降水量平均10a增加0.49mm。总体上,德州降水资源呈减少趋势。150mm以上降雨日数有增多趋势,短时强降水等极端灾害性天气事件有增加趋势。     

雄安新区长历时暴雨强度公式及其设计雨型推求

设计暴雨研究是城市排水防涝工程建设的重要基础。基于1981—2020年雄安新区3个地面气象观测站的降雨资料,对其降雨量和暴雨日数的时间变化特征进行了分析;采用雄县分钟级降雨数据,通过年最大值法选样,为兼顾长、短历时降雨样本的拟合优度,选用P-III型曲线对降雨数据进行理论频率分析,通过MATLAB的高斯—牛顿法求解暴雨强度公式中的参数,最终得到长历时综合暴雨强度公式,根据同频率分析法对雄县1440 min的设计暴雨雨型进行推求。结果表明：雄安新区多年平均降雨量为490.4 mm,暴雨日数为4.4 d;2000—2020年暴雨日数呈增多趋势,尤以大暴雨增多明显,近10 a大暴雨发生日数占暴雨日数的比率最大,为20.8%,较21世纪初10 a大将近7倍。编制的长历时综合暴雨强度公式,可计算5—1440 min任意历时、2—100 a任意重现期的设计暴雨。雄县以5 min为步长的1440 min设计暴雨雨型为单峰型,雨峰系数为0.806,结合所编制的长历时综合暴雨强度公式,可推求任意指定重现期下1440 min的设计雨型。     

近52年巴音布鲁克山区日降水变化趋势与突变特征分析

利用巴音布鲁克气象站1960-2011年逐日降水资料,统计了逐年降水日数、降水量、以及5—9月不同量级降雨日数、降雨量,进而得到暖季不同降雨雨强,运用线性趋势系数、M—K检验及滑动71检验等方法分析了巴音布鲁克山区降水的变化趋势和突变特征。结果表明：近52a来巴音布鲁克山区年降水量和降水日数呈明显的增加趋势,气候倾向率分别为9．5mm／10a、3．2d／10a,然而年降水量和降水日数的增加主要源自冷季而非暖季,年降水量与降水强度关系更密切。巴音布鲁克山区暖季5～9月降雨量占年降水量的八成以上,暖季微雨日显著减少,小雨事件对年降水量的贡献率减弱,大雨和暴雨的贡献率增加。冷季降水量和降水日数显著增加,冷季降水日数在1975年附近发生增多突变,冷季降水量在2003年后发生增多突变。     

伊宁市1991-2011年降雨特征分析

利用1991～2011年5～9月伊宁市气象站逐小时降水资料,分析了伊宁近21a降雨特征。结果表明,21a来伊宁雨日年际变化较为明显,后10a和前10a相比,中雨、大雨和暴雨日数均出现增加,但小雨日数明显减少导致总雨日出现了减少。小雨过程发生最多的时段是7月中旬,中雨和大雨过程最多时段同在5月下旬。前半夜为中雨、大雨、暴雨过程最易发生时段,后半夜为小雨过程最易发生时段。逐小时降水量和降水频次呈现较为一致的日变化特征,夜雨多且雨量集中。伊宁的降水主要以短时性降水（1～4h）为主,多发生在前半夜至后半夜,1h降水频次最多的是量级≤1mm的降水,但1.1～3mm量级的降水贡献率最高。     

华南暴雨的气候特征及变化

利用华南110个测站1961—2008年逐日降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、小波分析、计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年和前、后汛期的暴雨日数、强度、贡献率等的气候特征及变化。结果表明,近48年来,华南年平均暴雨日数的地理分布总体上呈由沿海向内陆递减的趋势,最多中心在广西东兴（14.9d）,最少中心在广西隆林（3.2 d）。华南的暴雨72%发生在汛期,其中前汛期占45%,后汛期占27%。华南平均年和前、后汛期暴雨日数呈微弱上升趋势,但不明显。年和前、后汛期暴雨日数具有明显的年际、年代际变化特征。华南平均年和前汛期的暴雨强度有微弱增加趋势,特别是2005年以来升幅明显,而后汛期暴雨强度有不明显减少趋势。华南年暴雨贡献率增加明显,而前、后汛期暴雨贡献率增加并不明显。小波分析表明：2000年以来,华南年、前、后汛期暴雨日数具有2～3 a和3～4 a准周期振荡。     

陇东塬区不同量级降水的气候变化特征

利用西峰站1951～2010年逐日降水观测资料,根据划分的雨量级别分析了近60a来陇东塬区西峰年降水量及分级降水雨量谱的气候变化特点,并利用累积距平法和Mann—Kendall方法对气候突变进行分析检测。结果表明,近60a西峰的年降水量有明显的下降趋势,其中小雨、中雨、大雨均为正贡献,暴雨为负贡献。而1986—2010年期间年降水有弱的上升,主要是大雨级的雨量增大、雨日增多和雨强增强所致;进一步分析得出,上述变化仍属于年际变化范畴,因此不能说突变已经发生,但有上升迹象。     

近10a大方县暴雨时空分布特征及致灾性的研究

【目的】研究大方县暴雨及其灾害特征,提高当地暴雨预报服务能力,为地方政府防洪部署及地质灾害防治提供参考。【方法】利用大方县国家气象观测站和乡镇自动气象站2013—2022年逐日降水资料、灾情资料,结合大方县地形、河流分布特点,统计分析近10 a大方县暴雨时空分布特征及各乡镇暴雨、大暴雨的致灾特点。【结果】大方县年均暴雨日、大暴雨日分别为14.8 d、3 d,且有增加趋势,暴雨、大暴雨主要出现在5—9月,均呈单峰型分布,暴雨的峰值出现在6月,大暴雨的峰值出现在7月,最早暴雨初日为4月18日,最晚暴雨终日为10月5日。【结论】大方县暴雨及大暴雨主要出现在南部、西部及北部乡镇,中部出现暴雨的次数较少,其分布特征与地形和水域有着较好的对应关系,位于迎风坡或水域附近的乡镇出现暴雨的频次高于其他乡镇。从暴雨灾情分布来看,致灾性暴雨出现在6、7月居多,与暴雨日、大暴雨日的月分布趋势相同,乡镇暴雨致灾频率大多在10%~30%之间,分布特征不明显;大暴雨致灾频率较高,在南部、北部海拔落差大或位于河谷地带的乡镇致灾性在50%以上。     

1961-2019年新疆暴雨山洪灾害损失的时空变化特征

利用1961—2019年新疆86县(市)暴雨山洪灾害的5个灾情要素数据(死亡人数、倒塌房屋数、倒塌棚圈数、牲畜死亡数量、农作物受灾面积),采用比值权重法和无量纲化线性求和方法构建暴雨山洪灾害灾损指数,根据灾损指数的不同阈值范围将暴雨山洪灾害定量划分等级,并分析其时空分布特征。结果表明:(1)新疆暴雨山洪灾害主要出现在伊犁州、阿克苏地区和喀什地区,其中伊犁州伊宁县、巩留县、霍城县和尼勒克县最重,伊犁州暴雨山洪的致灾危险性与其暴雨日数分布有很好的一致性。(2)新疆暴雨山洪灾害发生具有很强的季节性,在夏季6—8月危害性最大,其中灾害出现次数和死亡人数均在7月最多(与降水相关性最大)。(3)近59 a来新疆暴雨山洪灾害的强度呈上升趋势,年灾损指数随时间呈线性增长趋势,暴雨山洪灾害的强度在20世纪80年代中期明显增加,其年际变化与3—10月降水量、大雨日数、暴雨日数密切相关。     

1961-2011 年渝东南地区降水变化特征分析

利用1961-2011年渝东南地区6个气象站的降水资料,分析了该地区的气候变化特征。结果表明：1961-2011年渝东南地区年、春季和秋季降水为线性减少趋势,秋季减少趋势显著;夏季和冬季降水为线性增加趋势,但不显著。年和四季降水的周期变化不太一致,年代际周期夏季和冬季降水比较显著。年雨日、小雨、中雨和大雨日数都为线性减少趋势,中雨和大雨日数减少趋势比较显著。暴雨日数整体上无明显变化。逐年代变化来看,雨日偏多最多的20世纪90年代表现为小雨和暴雨日数偏多,中雨和大雨日数偏少;雨日偏少最多的21世纪初期主要表现为小雨、大雨和暴雨日数偏少,中雨日数偏多。     

商丘暴雨日及分布特征研究

对商丘国家观象台1954-2005年月报表中挑取的符合暴雨日条件的142个样本分析,结果表明:商丘暴雨日具有明显的季节性,频发于7、8月份;暴雨日年平均2.73个;日暴雨量最大(193.3 mm)不超过200 mm;最长连续暴雨日数不超过2日;连续暴雨日降水量累计(223.9 mm)不超过250 mm;1 h最大降水量不超过70 mm。暴雨日的年代际变化特征明显,20世纪80年代后暴雨日出现较晚,60-90年代的暴雨日数递减,90年代后有增加趋势;大暴雨日数自60年代起有逐步增加趋势。暴雨日对月、年降水量有显著贡献,4-9月暴雨日对月降水量的贡献很大,且从4月到7月暴雨日的贡献呈递增趋势。一年内暴雨日出现5次时,当年的年雨量为偏多年份。     

基于GIS技术的武威市山洪灾害风险区划初探

应用1971～2012年武威市各乡镇山洪灾害调查记录,以及武威市内78个区域气象站和4个自动气象站2008～2012年5-9月降水资料,通过对山洪灾害形成的动力条件、孕灾环境、降水背景的分析,确定临界雨量、地形因子、河网密度、汛期雨量、汛期降水日数、汛期中雨日数、汛期大雨日数为影响山洪灾害形成的主要因子,采用主成分分析方法建立武威市山洪灾害区模型。在ArcGIS软件的支持下,对各影响因子进行空间插值、栅格图层计算等操作,将武威市分为山洪灾害高发区、易发区、一般区和低发区4类,初步探索了武威市山洪灾害分布区划。分析表明,武威市山洪灾害由东南向西北递减,南部天祝县呈高发区,易发区主要在南部古浪县,中部平原凉州区为一般区,北部荒漠带民勤极少能形成山洪灾害,为低发区。